DE19733275C2 - Regenerator oder Adsorber für die Wärme- und/oder Stoffübertragung und Speicherung bei laminaren Strömungsverhältnissen - Google Patents

Regenerator oder Adsorber für die Wärme- und/oder Stoffübertragung und Speicherung bei laminaren Strömungsverhältnissen

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Description

Die Erfindung betrifft einen Regenerator oder Adsorber für die Wärme- und/oder Stoffübertragung und teilweise Wärme- bzw. Stoffspeicherung bei laminarer Strömung sowie die Anordnung von Profilen.
In Wärmeübertragern bzw. Adsorbern durchströmt ein Fluid einen Raum mit Einbauten und/oder Begrenzungsflächen zur Wärme- bzw. Stoffübertragung.
Die Effektivität der Wärme- bzw. Stoffübertragung ist von mehreren Faktoren abhängig. Wichtige Größen sind die Geometrie bzw. die Form der Wärmeübertragungseinbauten und Oberflächen, die Wahl der Geschwindigkeiten der Fluide sowie die eingesetzten Materialien. Von großer Bedeutung ist die Dimensionierung des Strömungsquerschnittes und somit die Wahl des hydraulischen Durchmessers.
Bei der Wärmeübertragung wird die rekuperative von der regenerativen Wärmeübertragung unterschieden.
In Regeneratoren werden zyklisch Festkörper von Fluid umströmt und dabei wird Wärme vom Fluid auf den Festkörper und anschließend vom Festkörper auf das zurückfließende Fluid übertragen. Als Festkörpermatrizes in Regeneratoren werden derzeit Kugelschüttungen, Drahtspäne als Gewirr, Netze oder Folie verwendet. Der Volumenanteil an Festkörpern in Regeneratoren und Adsorbern wird mit dem Füllfaktor beschrieben. Bei einem Regenerator ist die Wärmespeicherung wesentlicher Funktionsbestandteil. Das Speicherverhalten des Regenerators ist vom Füllfaktor und von den eingesetzten Materialien abhängig.
In Adsorbern werden von festen Stoffen, den Adsorptionsmitteln, Fluide vollständig adsorbiert oder es werden einige Stoffkomponenten aus einem Stoffstrom mit mehreren Komponenten selektiv adsorbiert. Ein wichtiges Funktionsmerkmal des Adsorbers ist die Speicherung der adsorbierten Stoffe. Wie bei Regeneratoren ist das Speicherverhalten vom Füllfaktor abhängig.
Rekuperatoren sind Vorrichtungen, in denen Wärme von einem Stoffstrom auf einen anderen übertragen wird. Die Stoffströme stehen dabei nicht direkt in Verbindung miteinander, sondern sind durch Wärmeübertragungsflächen räumlich getrennt. Rekuperatoren haben in der Regel keine Speicherfunktion für Wärme.
Der Strömungsdruckverlust ist gleichsam der Preis, den man für einen guten Wärme- bzw. Stoffübergang bezahlen muß. Sowohl bei Regeneratoren, Rekuperatoren wie auch Adsorbern bemüht man sich, den für eine bestimmte Übertragungsaufgabe notwendigen Druckverlust zu verringern.
Aus dem Stand der Technik sind als Rekuperatoren beispielsweise Rohrbündelwärmeübertrager bekannt. Die Strömungsverhältnisse in Rekuperatoren sind vorzugsweise turbulent. Bei dieser Art Wärmeübertrager werden Rohre mit verschiedenen Profilen von einem Fluid umströmt und von einem zweiten Fluid durchströmt. Die Suche nach einem strömungsmechanisch günstigen Profil führte zu der offenbarten Tropfenform als Rohrquerschnitt. In der Schrift DE 42 34 006 A1 wird ein solches Profilrohr und dessen Anordnung als Matrix beschrieben. Weitere Lösungen für Rohrquerschnitte bei rekuperativer Wärmeübertragung führten zum Beispiel in FR 83 15 08 zu Rohren mit rautenförmigen und an den Ecken abgeflachten Formen.
Im Gegensatz dazu sind die Strömungsverhältnisse in vielen Regeneratoren und Adsorbern wegen der kleinen Abmessungen der Strömungskanäle und der Eigenschaften der verwendeten Fluide weitgehend laminar. Die Form der umströmten Festkörper spielt eine wichtige Rolle bei der Auslegung von Regeneratoren. Dabei ist zu berücksichtigen, daß das Fluid in Regeneratoren und manchen Adsorbern mit einer zyklischen Strömungsrichtungsumkehr strömt. Druckabfall tritt somit in zwei Strömungsrichtungen auf.
Nachteilig im Stand der Technik beschrieben ist der hohe Strömungswiderstand in den Festkörpermatrizes der Regeneratoren und die zu geringe Speicherfunktion auf Grund zu kleiner Füllfaktoren bei verfügbaren Regeneratoren. Unbefriedigend ist auch die Situation in Bezug auf den Druckverlust beim Durchströmen des Regenerators im Verhältnis zur übertragenen Wärmemenge bei herkömmlichen Regeneratortypen. Das ist zum großen Teil auf die Form der Festkörper zurückzuführen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in Regeneratoren bzw. Adsorbern mit weitgehend laminaren Strömungsverhältnissen das Verhältnis von Druckverlust zu übertragener Wärmemenge und/oder Stoffmenge zu vermindern.
Eine erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist in den selbstständigen Patentansprüchen 1 und 9 angegeben, Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der zugehörigen Unteransprüche.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß in Regeneratoren oder Adsorbern als Speicherelemente dienende Festkörper, die Wärme und/oder Komponenten des Stoffstromes vom Fluid aufnehmen und anschließend die aufgenommene Wärme oder die zuvor aufgenommenen Komponenten auf das zurückfließende Fluid oder ein zweites, zu erwärmendes und/oder mit den gespeicherten Komponenten anzureicherndes Fluid übertragen angeordnet sind und daß die Festkörper aus einer versetzten Anordnung von gleichförmigen, jeweils von dem Fluid umströmten Profilen (1) bestehen, wobei in Strömungsrichtung (R) mehrere Profile (1) voneinander gleichmäßig beabstandet sind und eine Reihe bilden, und daß mehrere Reihen von Profilen (1) gleichmäßig zueinander versetzt angeordnet sind und eine Matrix bilden, daß der Strömungsquerschnitt über die Strömungsrichtung (R) im Regenerator oder Adsorber konstant ist und daß jedes der Profile (1) sowohl im Längsschnitt (c) als auch im Querschnitt spiegelsymmetrisch zu seinen beiden Symmetrieachsen ausgebildet ist, wobei die im Längsschnitt liegende Symmetrieachse (A) mit der Strömungsrichtung (R) zusammenfällt.
Durch die erfindungsgemäße Verwendung von elliptischen, ellipsenähnlichen, rhombischen oder konvex aus Kreissegmenten aufgebauten Profilen (1) und deren Beabstandung zueinander durchströmt ein Fluid die Matrix ohne bzw. mit geringster Beschleunigung und Abbremsung. Um die Geschwindigkeit der Strömung konstant zu halten, wird durch spitz in die Strömung hineinragende Frontkanten die Ausbildung von Staugebieten weitgehend verhindert. Weiterhin wird die Auslaufgeometrie der Profile so gestaltet, daß in Strömungsrichtung auslaufend die Profile scharf zulaufen, um ein Ablösen der Strömung, Abreißwirbel und/oder Strömungstotgebiete zu vermeiden.
Die Profile besitzen eine langgestreckte Form in Strömungsrichtung und sind zur Ausbildung einer Matrix gleichmäßig in Reihen gestaffelt, und die Reihen sind zueinander versetzt. Die sich ausbildenden Strömungskanäle sind längs der Matrix von annähernd gleichem Querschnitt.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen. Es zeigen:
Fig. 1: Querschnitt der Profilmatrix
Fig. 2: perspektivische Ansicht eines Profils
Fig. 3: Querschnitt eines Profils aus zwei Kreissegmenten
Fig. 4: Querschnitt eines Profils aus vier Kreissegmenten
Fig. 5: Querschnitt eines elliptischen oder ellipsenähnlichen Profils
Fig. 6: Querschnitt eines rhombischen bzw. rautenförmigen Profils
Fig. 7: Quer- und Längsschnitt von spiralförmigen Profilmatrizes
Fig. 8: Quer- und Längsschnitt von konzentrisch kreisförmigen Profilmatrizes
Fig. 9: Quer- und Längsschnitt von schraubenförmigen Profilmatrizes
Fig. 10: Quer- und Längsschnitt einer Matrix mit Füllkörpern
Fig. 11: Querschnitt der Profilmatrix in Strömungsrichtung mit sich gleichmäßig ändernden Abständen
Die Anordnung von Festkörpern mit Profilen 1 zu einer Matrix für Wärme- und/oder Stoffübertragung und Speicherung ist in Fig. 1 dargestellt. Dabei ist die Länge c der Profile 1 größer als der Abstand d in Längsrichtung zwischen den Profilen 1, so daß sich die Profile 1 nebeneinander liegender Reihen überlappen. Die Beabstandung a der Profile 1 senkrecht zur Strömungsrichtung soll größer als die Hälfte der Dicke j der Profile 1 sein. Um einen nahezu konstanten Strömungsquerschnitt zu erreichen, sind die Abstände h zwischen zwei benachbarten Profilen 1 und i zwischen Achse A und Tangente S in annähernd gleicher Größe ausgeführt. Die Achse A liegt bei symmetrischen Profilen in der Mitte des Profils 1 in Strömungsrichtung R.
In Fig. 2 ist das Profil 1 perspektivisch zu sehen. Das Profil 1 ist als Querschnitt dargestellt und die Breite k stellt eine Gerade senkrecht zur Strömungsrichtung R dar. Das Profil 1 besteht aus einem Vollmaterial, welches aus einem oder schichtenweise aus verschiedenen Materialien aufgebaut ist. Als Materialien werden vorzugsweise Edelstahl oder Phosphorbronze als Vertreter von Metallen oder Legierungen verwendet. Ebenso geeignet ist der Einsatz von Plastmaterialien wie zum Beispiel Nylon, PTFE oder Polyimid. Wichtig bei der Auswahl der Materialien ist, daß das Produkt aus Dichte des Materials und spezifischer Wärmekapazität hoch ist.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung zeigt Fig. 3. Das Profil 10 besteht aus zwei Kreissegmenten mit dem Radius g. Die Mittelpunkte M der Kreise liegen auf der Achse B des Profils 10 senkrecht zur Strömungsrichtung R. Der Abstand L der Mittelpunkte M ist größer als 0 und kleiner als 2CDOTg0. (0 < L < 2CDOTg0) Damit ist die Höhe j des Profils 10 senkrecht zur Strömungsrichtung R folgendermaßen beschrieben: j = 2CDOTg - L0. Die Höhe j eines Profils 10 in Strömungsrichtung R steht vorzugsweise im Verhältnis zur Länge c zwischen 1 : 2 und 1 : 10. Das Profil 10 ist damit in Strömungsrichtung R und senkrecht dazu symmetrisch. Die sich ergebenden Konturen des Profils 10 mit der spitzen Anlaufgeometrie und der ebenso spitzen Auslaufgeometrie verleihen dieser Form bei laminarer Strömung erhebliche Vorteile in Bezug auf die Verminderung von Strömungstotgebieten und Ablösungen.
Ein aus mehreren Kreissegmenten zusammengesetztes Profil 2 ist in Fig. 4 offenbart. Die geometrischen Verhältnisse bezüglich der Kontur sind ähnlich der in Fig. 2 dargestellten. Hinzu kommt die Besonderheit, daß der Umriß des Profils 2 aus vier Kreissegmenten zusammengesetzt ist. Die Übergänge der Kreissegmente sind dergestalt ausgeführt, daß die Tangenten der Kreissegmente T im Schnittpunkt P der Kreissegmente identisch sind.
Vorteilhafte Profile sind weiterhin Ellipsen oder ellipsenähnliche Formen. Ein Beispiel ist in Fig. 5 angedeutet, wobei auch für dieses Ausführungsbeispiel die Verhältnisse von Länge c zu Höhe j ähnlich der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform sind.
Das Profil 4 in Fig. 6 zeigt eine Extremalform eines Profils zum Einsatz in Matrizes für laminare Strömungen, wie sie Gegenstand der Erfindung sind.
Die Anordnung von Profilen 1 in einem zylindrischen Mantel 9 mit einem Kern 5 ist in Fig. 7 zu sehen. Vorteilhaft werden die gebildeten Festkörpermatrizes als Regeneratoren in Kältemaschinen für tiefe Temperaturen eingesetzt.
Die Profile 1 werden spiralförmig in einer Ebene 6 senkrecht zur Strömungsrichtung R gewickelt. Mehrere Ebenen 6 in Strömungsrichtung R hintereinander bilden die Packung beispielsweise für einen Regenerator.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung ist in Fig. 8 dargestellt. Zur Bildung der Matrizes wird das Profil 1 über seine Breite k in der Art geformt, das die Breite k den Umfang von einem Kreis beschreibt. Mehrere Kreise mit verschiedenen Durchmessern liegen konzentrisch auf einer Ebene 6 und in Strömungsrichtung liegen mehrere Ebenen 6 hintereinander.
Fig. 9 zeigt eine Anordnung von Profilen 1 zu einer Packung in Regeneratoren, wobei jeweils die Profile 1 in Strömungsrichtung R mit konstantem Abstand 1 um den Kern 5 schraubenförmig angeordnet sind. Mehrere Profile 1 bilden mit unterschiedlichen Abständen m von der Zylinderachse 7 die Festkörperpackung des Regenerators.
Die Rotationskörper der Profile 1 bilden eine Festkörpermatrix in Fig. 10. Dabei sind in Fig. 10 ein Längsschnitt und ein Querschnitt in Strömungsrichtung R zu sehen. Diese Rotationskörper sind geeignet zum Einsatz als Füllkörper 8 in Matrizes. Gekennzeichnet sind die entstehenden Packungen durch einen annähernd konstanten Strömungsquerschnitt in Strömungsrichtung R. Neben dem Einsatz in Regeneratoren ist die Verwendung der Füllkörper 8 als Packungen in Adsorptionskolonnen zur Stoffübertragung vorteilhaft.
Ein Ausführungsbeispiel welches vorteilhaft die Volumenstromänderung in der Matrix in Strömungsrichtung R ausnutzt ist in Fig. 11 zu sehen. Dabei ist die Anordnung von Profilen 1 zu einer Matrix mit in Strömungsrichtung R gleichmäßig zu- oder abnehmenden Abständen a, b und d ausgeführt. Damit wird die Wärme- und/oder Stoffübertragung an den sich ändernden Volumenstrom des Fluids in Richtung der Strömung R angepaßt. Es steigt beim Regenerator in Richtung der Strömung R mit zunehmender Dichte des Fluids der Füllfaktor der Matrix.
Liste der Bezugszeichen
1
Profil
2
Profil aus vier Kreissegmenten
3
Profil mit elliptischem Querschnitt
4
Profil mit rhombischem Querschnitt
5
Kern
6
Ebene senkrecht zur Strömungsrichtung
7
Zylinderachse
8
Füllkörper
9
Zylinder
10
Profil aus zwei Kreissegmenten
A Achse eines Profils in Strömungsrichtung
B Achse eines Profils senkrecht zur Strömungsrichtung
L Abstand der Mittelpunkte M
M Mittelpunkt des Kreises mit dem Radius g
P Schnittpunkt der Kreissegmente
R Strömungsrichtung
S Tangente eines Profils in Strömungsrichtung
T Tangente der Kreissegmente im Punkt P
a Abstand von zwei Achsen in Strömungsrichtung
b Abstand von zwei Achsen senkrecht zur Strömungsrichtung
c Länge eines Profils in Strömungsrichtung
d Abstand von zwei Profilen auf der Achse A
e Radius eines Kreissegments
f Radius eines Kreissegments
g Radius eines Kreissegments
h minimaler Abstand zwischen zwei benachbarten Profilen in Strömungsrichtung
j Höhe des Profils senkrecht zur Strömungsrichtung
i Abstand zwischen Sehne S und Achse A
k Breite des Profils senkrecht zur Strömungsrichtung
m Abstand zur Zylinderachse

Claims (20)

1. Regenerator oder Adsorber für die Wärme- und/oder Stoffübertragung und Speicherung bei laminaren Strömungsverhältnissen, mit von einem Fluid umströmten, als Speicherelemente dienenden Festkörpern, die Wärme und/oder Komponenten des Stoffstromes vom Fluid aufnehmen und anschließend die aufgenommene Wärme oder die zuvor aufgenommenen Komponenten auf das zurückfließende Fluid oder ein zweites, zu erwärmendes und/oder mit den gespeicherten Komponenten anzureicherndes Fluid übertragen, dadurch gekennzeichnet, daß die Festkörper aus einer versetzten Anordnung von gleichförmigen, jeweils von dem Fluid umströmten Profilen (1) bestehen, wobei in Strömungsrichtung (R) mehrere Profile (1) voneinander gleichmäßig beabstandet sind und eine Reihe bilden, daß mehrere Reihen von Profilen (1) gleichmäßig zueinander versetzt angeordnet sind und eine Matrix bilden, daß der Strömungsquerschnitt über die Strömungsrichtung (R) im Regenerator oder Adsorber konstant ist und daß jedes der Profile (1) sowohl im Längsschnitt (c) als auch im Querschnitt spiegelsymmetrisch zu seinen beiden Symmetrieachsen ausgebildet ist, wobei die im Längsschnitt liegende Symmetrieachse (A) mit der Strömungsrichtung (R) zusammenfällt.
2. Regenerator oder Adsorber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß längs jeder Reihe die Länge (c) jedes der Profile (1) größer als der Abstand (d) zweier benachbarter Profile (1) in der Matrix ist und benachbarte Reihen im Abstand (b) [b = (c + d)/2] angeordnet sind und sich somit die Profile (1) zweier benachbarter Reihen in Strömungsrichtung (R) überlappen.
3. Regenerator oder Adsorber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (a) der Symmetrieachsen (A) von benachbarten Reihen von Profilen (1) in Strömungsrichtung (R) größer als die Hälfte der Dicke (j) der Profile (1) ist.
(a < j/2)
4. Regenerator oder Adsorber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (h) zwischen zwei benachbarten Profilen (1) zweier benachbarter Reihen annähernd gleich dem Abstand (i) der Tangente (S) des Profils (1, 2, 3) und der Symmetrieachse (A) ist.
5. Regenerator oder Adsorber nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Querschnittsebene senkrecht zur Strömungsrichtung (R) die Breite (k) der Profile (1) längs des Umfangs von Kreisen angeordnet ist und mehrere dieser Kreise konzentrisch in einer Ebene (6) um einen Kern (5) in einem axial durchströmten Zylinder (9) angeordnet sind.
6. Regenerator oder Adsorber nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite (k) der Profile (1) spiralförmig in einer Ebene (6) senkrecht zur Strömungsrichtung (R) um den Kern (5) des Zylinders (9) angeordnet ist.
7. Regenerator oder Adsorber nach einem der Ansprüche 5 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in einem axial durchströmten Zylinder (4) mehrere hintereinander liegende Ebenen (6) vorhanden sind.
8. Regenerator oder Adsorber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite (k) der Profile (1) jeweils schraubenförmig mit gleichem Abstand (m) zum Kern (5) des Zylinders (4) angeordnet ist und die benachbarten Profile (1) mit unterschiedlichen Abständen zur Zylinderachse (7) des Zylinders (9) angeordnet sind.
9. Regenerator oder Adsorber für die Wärme- und/oder Stoffübertragung und Speicherung bei laminaren Strömungsverhältnissen, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere in Strömungsrichtung (R) hintereinander angeordnete Profile (1), deren Abstände (a), (b) und (d) gleichmäßig abnehmen, eine Matrix bilden und der Strömungsquerschnitt über die Strömungsrichtung (R) in der Matrix mit abnehmendem Volumenstrom kleiner wird.
10. Profil für als Speicherelemente dienende Festkörper in Regeneratoren oder Adsorbern für die Wärme- und/oder Stoffübertragung und Speicherung bei laminaren Strömungsverhältnissen gemäß Anspruch 1 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Profil (1) aus Vollmaterial ausgebildet ist und durch
  • a) ein Verhältnis von Höhe (j) senkrecht zur Strömungsrichtung (R) zu Länge (c) in Strömungsrichtung (R) von 1 : 2 bis 1 : 10,
  • b) die Schnittfläche jedes Profils (1) im Längsschnitt größer oder gleich dem Produkt aus Länge (c) und Höhe (j) geteilt durch zwei (AQuerschnitt ≧ c . j/2), gekennzeichnet ist.
11. Profil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Profil (1) ein Verhältnis von Höhe (j) zu Länge (c) von 1 : 3 bis 1 : 5 hat.
12. Profil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Profil (1) mit der Breite (k) senkrecht zur Strömungsrichtung (R) oder mit einer Abweichung von maximal 20° von der Senkrechten zur Strömungsrichtung (R) abweichend ausgerichtet ist.
13. Profil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Profil (10) aus zwei Kreissegmenten mit dem Radius (g) zu einer konvexen Form ausgestaltet ist und die Mittelpunkte (M) der Kreise mit der Länge (L) beabstandet sind, wobei die Beziehungen L < 2 . g und L < 0 gelten, sowie der Anfang und das Ende des Profils (10) in Strömungsrichtung (R) scharf zulaufen.
14. Profil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Profil (2) aus vier Kreissegmenten derart zusammengesetzt ist, daß die Tangenten (T) der Kreissegmente in den Schnittpunkten (P) von jeweils zwei Kreissegmenten die gleiche Lage besitzen.
15. Profil nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Radien der Einzelkreise (e) und (1) kleiner als 1 : 4 ist.
16. Profil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Profil (3) als Ellipse ausgebildet ist.
17. Profil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Profil (4) als Rhombus oder Raute ausgebildet ist.
18. Profil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Vollmaterial in Strömungsrichtung aus verschiedenen Materialschichten besteht.
19. Profil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß Edelstahl und Phosphorbronze als Vollmaterialien eingesetzt werden.
20. Profil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß Nylon, PTFE und Polyimid als Vollmaterialien eingesetzt werden.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220186680A1 (en) * 2019-03-28 2022-06-16 Etalim Inc. Thermal regenerator apparatus

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE591820C (de) * 1932-08-20 1934-01-27 Adolf Ergang Fuellkoerper fuer Waschtuerme
US2055162A (en) * 1933-01-18 1936-09-22 Weber Friedrich August Chamber or tower filled with filling material
GB468980A (en) * 1936-03-16 1937-07-16 Harold Livsey Improvements in or connected with tubular feed water heaters and like heat exchangers
FR831508A (fr) * 1937-04-22 1938-09-07 Green & Son Ltd Perfectionnements aux tubes d'échangeurs de chaleur
FR1073449A (fr) * 1952-12-20 1954-09-24 Lorraine Carbone Perfectionnements aux éléments de garnissage d'appareils industriels
DE3610618A1 (de) * 1986-03-29 1987-10-01 Mtu Muenchen Gmbh Profilroehrchen mit elliptischem oder lanzettfoermigem querschnitt fuer roehrchenwaermetauscher und verfahren zur herstellung
EP0306899B1 (de) * 1987-09-08 1991-12-11 Norsk Hydro A/S Verfahren zur Herstellung eines Wärmeaustauschers und eines Hohlprofiles dafür
DE4234006A1 (de) * 1992-10-09 1994-04-14 Mtu Muenchen Gmbh Profilrohr für Wärmetauscher
WO1995016175A1 (en) * 1993-12-10 1995-06-15 Store Heat And Produce Energy, Inc. Thermal storage apparatus

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR831058A (fr) * 1936-12-23 1938-08-22 Vanne à passage rectiligne

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE591820C (de) * 1932-08-20 1934-01-27 Adolf Ergang Fuellkoerper fuer Waschtuerme
US2055162A (en) * 1933-01-18 1936-09-22 Weber Friedrich August Chamber or tower filled with filling material
GB468980A (en) * 1936-03-16 1937-07-16 Harold Livsey Improvements in or connected with tubular feed water heaters and like heat exchangers
FR831508A (fr) * 1937-04-22 1938-09-07 Green & Son Ltd Perfectionnements aux tubes d'échangeurs de chaleur
FR1073449A (fr) * 1952-12-20 1954-09-24 Lorraine Carbone Perfectionnements aux éléments de garnissage d'appareils industriels
DE3610618A1 (de) * 1986-03-29 1987-10-01 Mtu Muenchen Gmbh Profilroehrchen mit elliptischem oder lanzettfoermigem querschnitt fuer roehrchenwaermetauscher und verfahren zur herstellung
EP0306899B1 (de) * 1987-09-08 1991-12-11 Norsk Hydro A/S Verfahren zur Herstellung eines Wärmeaustauschers und eines Hohlprofiles dafür
DE4234006A1 (de) * 1992-10-09 1994-04-14 Mtu Muenchen Gmbh Profilrohr für Wärmetauscher
WO1995016175A1 (en) * 1993-12-10 1995-06-15 Store Heat And Produce Energy, Inc. Thermal storage apparatus

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Patents Abstracts of Japan, JP 0715585 A *

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